在當(dāng)今的信息社會(huì)，通過(guò)同軸電纜傳輸信號(hào)得到了廣泛的應(yīng)用。因此，它有待于人們對(duì)它進(jìn)行更加深入和全面的了解。

自從美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室1929年發(fā)明同軸電纜以來(lái)，已經(jīng)過(guò)了數(shù)十年歷史。在這期間，同軸電纜通過(guò)了多次改進(jìn)。第一代電纜采用實(shí)芯材料作為填充介質(zhì)，由于它對(duì)高頻衰減大，現(xiàn)在通常主要把它用于傳輸視頻信號(hào)。后來(lái)人們把聚乙烯采用化學(xué)方法發(fā)泡作為填充介質(zhì)。其發(fā)泡度可達(dá)30%，高頻傳輸特性有所提高。我們把這稱(chēng)為第二代電纜。80年代，第三代縱孔藕芯電纜出現(xiàn)，它的高頻衰減達(dá)到目前新型電纜的水平。但化學(xué)發(fā)泡電纜和縱孔藕芯電纜的防潮特性都不好。90年代初，市場(chǎng)推出了物理發(fā)泡電纜和竹節(jié)電纜。我們稱(chēng)為第四代電纜。竹節(jié)電纜雖然能防潮和高頻損耗低，但介質(zhì)具有不均勻性，在高頻有反射點(diǎn)。后來(lái)無(wú)人使用。物理發(fā)泡電纜的發(fā)泡度可達(dá)80%。介質(zhì)主要成分是氮?dú)�，氣泡之間是相互隔離的。因此，它具有防潮和低損耗的特點(diǎn)，是目前綜合特性最好的同軸電纜。

圖一

二、電纜結(jié)構(gòu)與信號(hào)傳輸特性

同軸電纜的結(jié)構(gòu)如上圖，在中心內(nèi)導(dǎo)體外包圍一定厚度的絕緣介質(zhì)，在介質(zhì)外是管狀外導(dǎo)體，外導(dǎo)體表面再用絕緣塑料保護(hù)。它是一種非對(duì)稱(chēng)傳輸線，電流的去向和回向?qū)�體軸是相互重合的。

在信號(hào)通過(guò)電纜時(shí)，所建立的電磁場(chǎng)是封閉的，在導(dǎo)體的橫切面周?chē)鷽](méi)有電磁場(chǎng)。因此，內(nèi)部信號(hào)對(duì)外界基本沒(méi)有影響。電纜內(nèi)部電場(chǎng)建立在中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間，方向呈放射狀。而磁場(chǎng)則是以中心導(dǎo)體為圓心，呈多個(gè)同心圓。這些場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱隨信號(hào)的方向和大小變化。

１、同軸電纜對(duì)傳輸信號(hào)的損耗

同軸電纜在傳輸信號(hào)過(guò)程中，會(huì)對(duì)信號(hào)不斷地?fù)p耗，從而造成信號(hào)到達(dá)終點(diǎn)后幅度減小，有時(shí)可能達(dá)不到正常工作要求。影響信號(hào)損耗的因素主要有電纜的電阻損耗、介質(zhì)損耗、失配損耗。同時(shí)泄漏損耗在低質(zhì)電纜工作于高頻時(shí)，也是一個(gè)不可忽略的問(wèn)題。我們下面分別對(duì)這些損耗進(jìn)行分析。

l電阻損耗

電阻損耗是電纜所具有的直流電阻和導(dǎo)體高頻感應(yīng)所產(chǎn)生的渦流對(duì)信號(hào)能量的消耗。 電阻值的大小與電纜使用的材料和生產(chǎn)工藝有關(guān)。同時(shí)它會(huì)隨傳輸頻率的改變而改變，原因是導(dǎo)體在傳輸交流信號(hào)中，具有趨膚效應(yīng)。隨著頻率的增加，有效電阻會(huì)不斷加大。見(jiàn)圖2(a)

圖2

從圖中可看到，當(dāng)交流電流流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體周?chē)�產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)又會(huì)使導(dǎo)體內(nèi)部生成新的感應(yīng)電流（渦流），該電流的方向如圖所示。它與導(dǎo)體中心的信號(hào)電流方向相反。與導(dǎo)體表面的信號(hào)電流方向相同。這樣，導(dǎo)體內(nèi)部的信號(hào)電流被反向渦流抵消，電流減�。粚�(dǎo)體表面的信號(hào)電流與同向渦流相加同，電流增大。這就是交流通過(guò)導(dǎo)體的趨膚現(xiàn)象。

隨著信號(hào)頻率的增高，感應(yīng)電流增大，這種現(xiàn)象就越加明顯。它使電流只集中在表面很小的截面流動(dòng)，造成導(dǎo)體的有效電阻明顯增加。

信號(hào)的趨膚深度與頻率和材料有關(guān)，頻率越低，趨膚深度越深；頻率越高，趨膚深度越淺。鐵比銅的趨膚深度小許多。
下面給出銅對(duì)各種頻率的趨膚深度表，供大家參考

表一

導(dǎo)體內(nèi)部的渦流能量來(lái)自于信號(hào)源本身，渦流在導(dǎo)體中流動(dòng)，最終變成熱被耗散掉。頻率越高渦流越大，趨膚越嚴(yán)重，導(dǎo)體的有效電阻越大，而傳輸信號(hào)損耗也就越大，這就是同軸電纜傳輸信號(hào)的頻率越高損耗越大的主要原因。通過(guò)下面同軸電纜在20 0C，1000米時(shí)的導(dǎo)體電阻衰減對(duì)照表，可以進(jìn)一步明確上述概念。

介電常數(shù)為1.4的75-5物理發(fā)泡電纜電阻衰減對(duì)照表

表二

電阻損耗在傳輸?shù)皖l時(shí)，由導(dǎo)體材料的直流電阻起主要作用；在傳輸高頻時(shí)，由趨膚效應(yīng)引起變化的電阻起主要作用。

介電常數(shù)為2.3的75-5實(shí)芯電纜電阻衰減對(duì)照表

表三

●介質(zhì)損耗

介質(zhì)損耗是同軸電纜中心導(dǎo)體與外導(dǎo)體間的電介質(zhì)（絕緣體）對(duì)信號(hào)的損耗。量度電介質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)是介電常數(shù)。它是指在同一電容器中用某一物質(zhì)作為電介質(zhì)時(shí)的電容與其中為真空時(shí)電容的比值稱(chēng)為該物質(zhì)的“介電常數(shù)”。介電常數(shù)通常隨溫度和介質(zhì)中傳播的電磁波的頻率而變化。

同軸電纜的內(nèi)外導(dǎo)體相當(dāng)于電容的兩極。由于實(shí)用中的電纜電介質(zhì)有電阻存在，介電常數(shù)通常大于1。因此，傳輸中對(duì)信號(hào)的損耗是必然的。介電常數(shù)的大小與材料和加工工藝（如發(fā)泡）有關(guān)。介電常數(shù)越大，對(duì)信號(hào)的損耗也越大。溫度越高，頻率越高，介電損耗越大。下面是兩種不同介電常數(shù)電纜在20 0C，1000米時(shí)的頻率損耗表。

表五

從表中可以看出，介電損耗對(duì)于低頻（如0-6MHz的視頻）影響不大。而在高頻傳輸時(shí)，它的影響就十分明顯。

圖三

●失配損耗

失配損耗主要與同軸電纜的物理結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。如果同軸電纜在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中造成電纜脫離標(biāo)稱(chēng)阻抗或者電纜阻抗不均勻，均會(huì)造成信號(hào)的失配損耗。在施工中造成電纜的過(guò)度彎曲、變形、損傷和接頭進(jìn)水，也會(huì)造成失配損耗。見(jiàn)圖3同軸電纜的特性阻抗（不是直流電阻）與電纜長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，它是由電纜中的等效電容和電感決定的。而這些等效電容和電感又是由內(nèi)外導(dǎo)體直徑和介質(zhì)的介電常數(shù)決定的。

電纜阻抗不均勻或與信號(hào)源及負(fù)載不匹配均會(huì)造成電纜在傳輸信號(hào)時(shí)，部分信號(hào)能量向傳輸方向相反的方向返回，即反射。它將使原有信號(hào)受到影響。造成傳輸效率下降。嚴(yán)重時(shí)直接影響系統(tǒng)的正常工作。

信號(hào)在傳輸中反射的程度通�？捎民v波比或反射損耗（回波損耗）來(lái)表示。以反射損耗與傳輸效率的對(duì)照表，可以了解不同的反射損耗對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?/p>

表六

電纜的反射損耗可直接用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)得。好的同軸電纜在工作頻段內(nèi)，反射損耗一般可作到20db以上，也就是說(shuō)，在不考慮它其它因素時(shí)，它的傳輸效率可達(dá)99%以上。

●泄漏損耗

泄漏損耗是信號(hào)通過(guò)電纜屏蔽的編織間隙輻射出去的信號(hào)。它同樣造成信號(hào)在傳輸過(guò)程中的能量損失。這是高頻傳輸中不可忽略的問(wèn)題。為此，電纜的編織覆蓋率不能過(guò)低。

綜上所述，同軸電纜對(duì)信號(hào)的傳輸損耗具有多種因素。它的最終損耗是上述各種損耗的總和，這種綜合損耗可用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試。電纜的直流電阻只有在低頻時(shí)才對(duì)信號(hào)衰減起主要作用；在高頻時(shí)，信號(hào)的衰減主要由趨膚效應(yīng)和介質(zhì)損耗決定。同軸電纜隨著傳輸信號(hào)頻率的增加，信號(hào)衰減成倍增長(zhǎng)。因此，電纜的傳輸損耗重要是考慮高頻損耗。電纜除了在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工外，使用中施工不當(dāng)，同樣會(huì)對(duì)電纜正常使用產(chǎn)生重大影響。

２、同軸電纜的屏蔽特性

同軸電纜的屏蔽特性是反映電纜特性的一個(gè)重要指標(biāo)。但長(zhǎng)期以來(lái)，許多廠商和用戶未受到重視。具調(diào)查，國(guó)內(nèi)電纜生產(chǎn)廠家只有極少數(shù)測(cè)試過(guò)相關(guān)的屏蔽指標(biāo)。用戶對(duì)此更是無(wú)從了解。他們對(duì)該方面性能的唯一了解只有電纜外導(dǎo)體的編織絲數(shù)量。

●屏蔽與趨膚效應(yīng)

我們從圖2(b)可以看出，當(dāng)外界干擾信號(hào)侵入導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的厚度方向上迅速衰減，這種衰減是呈指數(shù)下降的。當(dāng)幅度下降到表面電壓的1/e的深度時(shí)，該深度定義為趨膚深度。在圖2(b)中，左邊和右邊分別表示高頻和低頻信號(hào)進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部的衰減情況。顯然，高頻進(jìn)入后衰減較快，趨膚深度淺；低頻進(jìn)入后衰減較慢，趨膚深度深，見(jiàn)表1。干擾信號(hào)的強(qiáng)度集中于外導(dǎo)體的外表面，電纜傳輸信號(hào)的強(qiáng)度集中于外導(dǎo)體的內(nèi)表面。同頻率的干擾信號(hào)與有用信號(hào)的趨膚深度完全相同。如果頻率很高，干擾信號(hào)和有用信號(hào)各自在外導(dǎo)體的兩側(cè)表面?zhèn)鬏�，相互影響不大。�?duì)于低頻信號(hào)，情況剛好相反。這種現(xiàn)象說(shuō)明，導(dǎo)體對(duì)高頻屏蔽效果好，對(duì)低頻屏蔽效果差。如果增加屏蔽層的厚度，干擾信號(hào)和有用信號(hào)在相交的距離上強(qiáng)度減弱，相互影響減小。

不錯(cuò)，但是沒(méi)有圖片啊

呵呵    你就是活雷鋒啊